北京
天文学家借助詹姆斯·韦布空间望远镜，在一颗类似早期地球的系外行星上找到了大气层存在的有力证据。这颗名为HD 3167b的星球属于熔岩行星，但对熔岩行星来说它很冷，对生命来说它又太热了。此前学界普遍认为，如此靠近恒星的岩石行星，大气会被恒星辐射剥离殆尽。相关成果由美国芝加哥大学团队完成，已发表于最新一期《天体物理学杂志快报》。
新发现的熔岩世界HD 3167b。图片来源：NASA官网
HD 3167b位于双鱼座方向，距地球约154光年。它绕宿主恒星公转一周只需0.96个地球日，不到24小时，并被潮汐锁定：一面永远朝向恒星，另一面永为黑夜。理论计算显示，其向阳面的平衡温度可达1786开尔文，足以熔化硅酸盐岩石。
该行星半径约为地球的1.6倍、质量约为地球的4.84倍，是一颗岩石质地的“超级地球”。其宿主恒星HD 3167比太阳略小，但由于轨道极近，行星接收到的辐射强度依然很高。
研究团队使用韦布望远镜的MIRI中红外设备，在行星发生次食的窗口期测量了向阳面的热辐射。结果显示，白昼侧的亮度温度明显低于无大气裸岩星球的理论预期。最合理的解释是大气起到了降温作用：一部分恒星辐射被反射回去，大气流动还能把热量从白昼侧输送到背阴半球，从而压低向阳面的峰值温度。
这一发现改变了人们对熔岩行星演化的认识。按过去的模型，恒星的高能紫外辐射和恒星风会持续吹散行星外层气体，这类行星很难长期保住大气。据此推测，HD 3167b的大气很可能来自行星自身，岩浆海洋不断蒸发岩石物质，为上层大气提供补充，与恒星风的剥离形成对抗。它也是目前已知接收恒星辐射最弱、却拥有大气证据的熔岩行星。
团队同时提醒，目前只是找到大气存在的有力证据，并非最终确认，大气的化学成分尚无法精确判定，仍需更多韦布光谱观测加以分辨。
由于数十亿年前的原始地球也曾是遍布岩浆的世界，熔岩行星被视作早期地球的“样板”。观测HD 3167b如何留住大气，有助于理解幼年地球在炽热环境中逐步冷却、为地表液态水出现创造条件的过程。
不过研究者指出，即便有大气带走部分热量，该行星白昼面依然处在足以熔融岩石的高温中，不具备已知生命的生存环境。
【总编辑圈点】
一颗岩石质地的行星落入了人类视野。它比地球稍大，但由于潮汐锁定，它的一面永久被恒星炙烤，温度高到能熔化石英岩。但出乎意料的是，在高温之下，这颗行星上仍有大气，它依然能反射和输送热量。这颗神奇而遥远的星球，为研究原始地球提供了天然观测样本。几十亿年前地球也曾岩浆遍布，观察这颗行星如何依靠岩浆蒸发补给大气、调控地表温度，能帮助我们还原幼年地球冷却、逐步形成液态水的演变过程，更深刻理解地球宜居环境的起源。
（原标题为《韦布望远镜发现一颗熔岩行星存在大气 环境不支持已知生命生存》）
来源：张梦然/科技日报
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